一种基于LM算法的多波束横摇残差改正方法

作者：张永厚; 肖付民^*; 金绍华; 边刚; 汤寓麟

来源：武汉大学学报(信息科学版), 2022, 47(07): 1140-1145.

DOI：10.13203/j.whugis20200103

• 多波束测深系统
• 横摇残差
• LM算法
• 剖面趋势线

针对多波束测深系统由于存在运动残差而产生横摇误差，从而导致数据条带边缘呈现“波浪”状周期性起伏的问题，提出了一种基于列文伯格-马夸尔特（Levenberg-Marquardt,LM）算法的多波束横摇残差改正方法。该方法首先建立水深与横摇残差之间的函数关系式，然后采用非线性最小二乘LM算法并结合剖面趋势线构建思想进行横摇残差提取，最终实现对海底地形的改正。实例计算结果表明，改正后地形过渡更加平滑，趋近真实海底；左、右舷剖面水深标准差降低约50%，而剖面水深均值则几乎不变；对两组横摇序列进行相似性计算，初步判断横摇残差包含延时与杆晃影响。所提方法能够较准确地提取系统横摇残差，改正后海底地形起伏相对标准差明显降低，有效地削弱了运动残差对多波束测深数据的影响。